Coroczne słoje drzew pokazują, jak zmienił się klimat Ziemi w wyniku wybuchów supernowych.
Geofizyk Robert Brackenridge z University of Colorado w Boulder, nowe badania sugerują, że potężne eksplozje energii występujące tysiące lat świetlnych od Ziemi mogą pozostawić ślad w biologii i geologii naszej planety.
Badanie, opublikowane w tym miesiącu w International Journal of Astrobiology, cytuje eksplozje supernowych – jedne z najbardziej gwałtownych wydarzeń w znanym wszechświecie. W ciągu zaledwie kilku miesięcy jedna z tych eksplozji może uwolnić tyle energii, ile Słońce ma przez całe swoje życie. Są też jasne – naprawdę jasne.
„Supernowe obserwujemy cały czas w innych galaktykach” – powiedział Brackenridge, starszy badacz z Instytutu Badań Arktycznych i Alpejskich (INSTAAR) przy CU Boulder. „Przez teleskop galaktyka jest małym zamglonym miejscem. Nagle pojawia się gwiazda, która może być tak jasna jak reszta galaktyki.
Supernowa znajdująca się bardzo blisko może wymazać ludzką cywilizację z powierzchni Ziemi. Ale nawet z daleka te eksplozje mogą nadal siać spustoszenie, powiedział Brackenridge, pogrążając naszą planetę w niebezpiecznym promieniowaniu i niszcząc jej ochronną warstwę ozonową.
Aby zbadać wpływ supernowych na Ziemię, Brackenridge zbadał słoje drzew w poszukiwaniu śladów odległych kosmicznych eksplozji. Wyniki pokazują, że stosunkowo bliskie wybuchy supernowych mogą teoretycznie zmienić klimat naszej planety w ciągu ostatnich 40 000 lat.
„Są to ekstremalne zdarzenia, a ich potencjalne skutki wydają się odpowiadać tym obserwowanym w słojach drzew” – powiedział Brackenridge.
Radiowęgiel.
Jego badania opierają się na ciekawym atomie. Brackenridge wyjaśnił, że węgiel-14, znany również jako radiowęglowodór, jest izotopem węgla, który występuje tylko w niewielkich ilościach na Ziemi. Radiowęgiel powstaje, gdy wysokoenergetyczne promienie z kosmosu bombardują atmosferę naszej planety.
Jednak czasami ilość radiowęgla, którą zbierają drzewa, jest niestabilna. Naukowcy odkryli kilka przypadków, w których stężenie tego izotopu w pierścieniach wzrostu gwałtownie wzrasta – nagle i bez widocznego ziemskiego powodu. Wielu naukowców sugerowało, że te wybuchy trwające kilka lat mogły być spowodowane rozbłyskami słonecznymi lub ogromnymi wybuchami energii z powierzchni Słońca.
Brackenridge i kilku innych badaczy zaobserwowało zdarzenia mające miejsce znacznie dalej od Ziemi.
„Obserwujemy zjawiska, które wymagają wyjaśnienia” – powiedział Brackenridge. „Są tak naprawdę tylko dwie możliwości: rozbłysk słoneczny lub supernowa. Myślę, że hipoteza o supernowej została odrzucona zbyt szybko.
Betelgeuse.
Naukowcy zarejestrowali supernowe w innych galaktykach, które emitowały kolosalne ilości promieniowania gamma – tego samego typu, które może powodować powstawanie atomów radiowęglowych na Ziemi. Chociaż same izotopy nie są niebezpieczne, skok ich poziomu może wskazywać, że energia odległej supernowej dotarła do naszej planety setki i tysiące lat świetlnych od nas.
Aby sprawdzić hipotezę, Brackenridge zwrócił się ku przeszłości. Sporządził listę wybuchów supernowych, które miały miejsce stosunkowo blisko Ziemi w ciągu ostatnich 40 000 lat. Naukowcy mogą badać te zdarzenia, obserwując pozostawione przez siebie mgławice. Następnie porównał szacowany wiek tych galaktycznych fajerwerków z kronikami słojów drzew na Ziemi.
Odkrył, że z ośmiu najbliższych zbadanych supernowych wszystkie były związane z niewyjaśnionymi wybuchami zapisów radiowęglowych na Ziemi. Cztery z nich faktycznie wpłynęły na Ziemię. Weźmy przypadek supernowej w konstelacji Vela. To ciało niebieskie, które kiedyś znajdowało się 815 lat świetlnych od Ziemi, eksplodowało w postaci supernowej około 13 000 lat temu. Wkrótce potem poziomy radiowęglowe na Ziemi podskoczyły o prawie 3% – oszałamiający wzrost.
Naukowcy wciąż nie mogą datować supernowych, więc czas eksplozji Vela pozostaje niepewny, z możliwym błędem 1500 lat. Nie jest również jasne, jakie konsekwencje takie zakłócenie może mieć w tamtym czasie dla roślin i zwierząt na Ziemi. Ale Brackenridge uważa, że to pytanie zasługuje na znacznie więcej badań.
Naukowiec ma nadzieję, że ludzkość nie doświadczy podobnych skutków w najbliższej przyszłości. Niektórzy astronomowie spekulują, że istnieją oznaki, że Betelgeuse, czerwony olbrzym w konstelacji Oriona, może być na skraju zapaści i supernowej. I znajduje się zaledwie 642,5 lat świetlnych od Ziemi, znacznie bliżej niż Vela.
„Możemy mieć nadzieję, że tak się nie stanie, ponieważ Betelgeuse jest bardzo blisko” – powiedział.
Źródła: Zdjęcie: Pozostałości supernowej w Wielkim Obłoku Magellana, galaktyce karłowatej położonej w pobliżu Drogi Mlecznej. NASA / ESA / HEIC i The Hubble Heritage Team.